文档介绍：第二讲金属的结构
主讲:曹光明
第二讲: 金属的结构
一、晶体的基本知识
1、晶体与非晶体。
2、几个名词:空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数。
二、金属的晶体结构
1、金属特性与金属键。
2、金属的典型晶格类型。
3、几个基本概念。
4、晶面与晶向指数。
三、实际金属晶体中的缺陷
1、单晶体与多晶体。
2、晶体缺陷。
3、晶体缺陷对性能的影响。
第二讲: 金属的结构
一、晶体的基本知识
1、晶体:
非晶体:
二者在一定条件下可以相互转化:
高温长时间加热
玻璃-------------------------→晶态玻璃
快冷(>106K)
液态金属-------------------------→非晶金属
原子规则排列,熔点固定,各向异性。
如:结晶盐、水晶、金刚石等。
原子无规堆积、熔点不固定,各向同性。
如:玻璃、松香、石蜡等。
2、几个名词
(1)空间点阵:
(2)晶格:
(3)晶胞:
第二讲: 金属的结构
将构成晶体的原子或分子抽象为简单的几何点,由这些
几何点在空间作有规则的周期性排列构成空间点阵。
用于描述晶体中原子排列形式的空间几何格架。
(为了研究的方便,在空间点阵中将几何点用一些直线连接起来形成的)
晶格中能完全反映晶格特征的最小几何单元。
晶胞的大小和形状用a、b、c及α、β、γ六个参数表示。
(4)晶格常数:晶胞的棱边长度,单位为:Å(10-10米)。
二、金属的晶体结构
1、金属键:金属原子的结合方式:金属离子+自由电子
第二讲: 金属的结构
2、金属中典型的晶格类型
(1)体心立方(.):body-centered cubic
晶格常数a=b=c,此类金属:W、Mo、Cr、V、K、Na、α-Fe等。
金属的特性:光泽、导电、导热、塑性、正电阻温度系数等。
(2)面心立方(.):face-centered cubic
晶格常数a=b=c,此类金属:Au、Al、Cu、Pb、Ni、γ-Fe。
(3)密排六方(.):hexagonal-packed cubic
第二讲: 金属的结构
晶格常数a=b≠c,c/a=。此类金属:Zn、Mg、Cd、Be、α-Ti。
3、几个基本概念
(1)晶胞原子数:
第二讲: 金属的结构
一个晶胞所独有的原子数目。
:2个;
:4个;
:6个。
(2)原子半径r:
第二讲: 金属的结构
晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半。
. 晶胞:
. 晶胞:
. 晶胞:
(3)配位数:
晶格中某一原子周围最近邻且等距离的原子数。
第二讲: 金属的结构
:8个;
.、:12个。
(4)致密度:晶胞中原子体积与晶胞体积之比。K=nν/V。
第二讲: 金属的结构
.=,.=.=。
4、晶面指数与晶向指数
(1)晶面指数(h k l)
标定方法:
晶面指数并不指某一特定的晶面,而是代表一组相互平行的晶面。
晶面族:
在晶体中,具有等同条件而只是空间位向不同的各组晶面,可归并为一个晶面族,用{h k l}表示。
例如,在立方晶胞中:
{100}=(100)+(010)+(001)+(ī00)+(0ī0)+(00ī)
{111}=(111)+(11ī)+(1ī1)+(ī11)+(īīī)+(īī1)+(ī1ī)+(1īī)